DE102004035758B4

DE102004035758B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Dekorvorformlinges

Info

Publication number: DE102004035758B4
Application number: DE200410035758
Authority: DE
Inventors: Klaus Bieniek; Thorsten Ühlein; Norbert Zwiessler
Original assignee: Quin GmbH
Current assignee: Quin GmbH
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2024-07-24
Also published as: DE102004035758C5; DE102004035758A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Dekorvorformlinges (1) aus einem Dekormaterial (2), umfassend folgende Schritte:
– das Dekormaterial (2) wird zwischen zwei Formhälften (3, 4) einer Formvorrichtung (5) eingelegt,
– die beiden Formhälften (3, 4) werden in einer Schließrichtung (6) aufeinander zu bewegt, wobei ein parallel zur Schließrichtung (6) nachgiebig gelagerter und aus einer der Formhälften (3, 4) hervorstehender Niederhalter (7) zur Anlage an das Dekormaterial (2) kommt;
– der Niederhalter (7) der einen Formhälfte (3, 4) drückt das Dekormaterial (2) gegen die andere Formhälfte (4, 3);
– beim weiteren Schließvorgang der Formhälften (3, 4) erfolgt die Umformung des Dekormaterials (2) zum Dekorvorformling (1), wobei gleichzeitig ein Beschnitt des Dekormaterials (2) mittels mindestens einer Schneidkante (8, 9) von mindestens einer Formhälfte (3, 4) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dekorvorformlinges aus einem Dekormaterial sowie eine Formvorrichtung zur Herstellung eines solchen Dekorvorformlings.
Insbesondere im Automobilbau werden zunehmend Dekorformteile eingesetzt, die einer optisch anspruchsvollen Verkleidung von Funktionsbauteilen wie Handgriffe, Lenkräder, Bremshebel oder dgl. dienen. Derartige Dekorformbauteile sind als dünnwandige, räumlich gegebenenfalls mehrdimensional gekrümmte Schalenbauteile ausgeführt, deren Herstellung einen entsprechenden Formgebungsprozeß erforderlich macht.
Zur Erzielung eines anspruchsvollen, hochwertigen optischen Erscheinungsbildes werden Dekormaterialien wie Edelholzfurniere, Kohlefasergewebe, Metallbleche oder dgl. eingesetzt, wobei in einem Umformprozeß aus dem beispielsweise ebenen Dekormaterial ein Dekorvorformling als räumliches Gebilde ausgeformt wird. Anschließend kann der Dekorvorformling mit einem Trägermaterial verbunden und mit einer Klarsichtbeschichtung versehen werden. Im Laufe des Prozesses der Weiterverarbeitung ist ein konturgenauer Beschnitt des Dekorvorformlinges erforderlich, der beispielsweise durch Befräsen als zusätzlichen Arbeitsschritt erfolgen kann. Der Umformprozeß und der Beschnitt sind entsprechend aufwendig.
Aus der JP 07117020 A ist eine Formvorrichtung bekannt, in die Schneidkanten mit angrenzenden Rundungen integriert sind. Beim Schließen der Formhälften wird das eingelegte Bauteil beschnitten, wobei die entstehenden Trennflächen mittels der Formenrundung geformt werden. Die EP 0 822 042 A2 beschreibt eine Formvorrichtung für die Herstellung eines gekrümmten Sperrholzbauteiles. Die Anpressung der Sperrholzschichten an die gerundete Form erfolgt mittels eines aufblasbaren Sackes. Gemäß der Vorrichtung und dem Verfahren nach der WO 03/057446 A1 wird ein Blech in einer Form umgeformt, wobei in der Form Hohlräume verbleiben. Diese Hohlräume werden mit flüssigem Kunststoff ausgegossen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Dekorvorformlinges aus einem Dekormaterial zu vereinfachen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Formvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Es wird ein Verfahren sowie eine Formvorrichtung zur Herstellung eines Dekorvorformlings aus einem Dekormaterial vorgeschlagen, wobei die Formvorrichtung zwei in einer Schließrichtung aufeinander zu bewegbare Formhälften umfaßt. Eine der beiden Formhälften weist einen parallel zur Schließrichtung nachgiebig gelagerten und aus dieser Formhälfte hervorstehenden Niederhalter auf, wobei mindestens eine der beiden Formhälften mit einer Schneidkante versehen ist. Zur Herstellung des Dekorvorformlinges wird zunächst zwischen die beiden geöffneten Formhälften das Dekormaterial eingelegt. Anschließend werden die beiden Formhälften in der Schließrichtung aufeinander zu bewegt, wobei der nachgiebig gelagerte und hervorstehende Niederhalter zur Anlage an das Dekormaterial kommt. Im Laufe des Schließvorganges drückt der Niederhalter zunächst das Dekormaterial gegen die andere Formhälfte. Beim weiteren Schließvorgang erfolgt die Umformung des Dekormaterials zum Dekorvorformling, wobei gleichzeitig ein Beschnitt des Dekormaterials mittels der genannten Schneidkante erfolgt. Während des Schließvorganges der beiden Formhälften wird das Dekormaterial zuverlässig zwischen dem Niederhalter und der gegen-überliegenden Formhälfte gehalten. Während des weiteren Umformvorganges und des damit verbundenen Beschnitts ist das Dekormaterial zuverlässig fixiert. Ein Verrutschen oder ein Auswölben innerhalb der noch nicht vollständig geschlossenen Formhälften ist vermieden. Es ergibt sich eine exakte Formgebung mit einem präzise definierten Schnittverlauf.
Der Niederhalter kann hydraulisch, pneumatisch oder in anderer Weise nachgiebig gelagert sein und ist zweckmäßig gegen mindestens eine elastische Druckfeder abgestützt. Es ist ein einfacher und in der Wirkung zuverlässiger Aufbau gegeben. Insbesondere ist der Niederhalter in einem zumindest näherungsweise ebenen Formbereich angeordnet, in dem das Andrücken des Dekormaterials an die gegenüberliegende Formhälfte erfolgt. Dabei ist der Niederhalter zwar Teil der Form, ohne jedoch in seinem Wirkungsbereich eine nennenswerte eigenständige Formgebung zu bewirken. Der Fixierungsprozeß mittels des Niederhalters führt zu keiner eigenständigen Umformung, wodurch ein Verrutschen des Dekormaterials während des Andrückens vermieden ist.
Der Beschnitt des Dekormaterials kann beispielsweise mit einer oder mehreren Schneidkanten an einer Formhälfte erfolgen, die während des Schließvorganges an einer entsprechend geformten Formfläche der anderen Formhälfte vorbeigeführt werden.
Zweckmäßig sind jeder Formhälfte eine entsprechende Anzahl von Schneidkanten zugeordnet, die beim Beschnitt zusammenwirken. Die Schneidkanten der jeweils einen Formhälfte werden beim Schließvorgang an den zugeordneten Schneidkanten der anderen Formhälfte vorbeigeführt, wobei sich in ihrem Überschneidungsbereich eine präzise definierte Schnittlinie mit einem sauberen Schnittergebnis bildet.
In vorteilhafter Weiterbildung wird die Umformung des Dekormaterials unter Einwirkung von Wasserdampf durchgeführt. Dies ist insbesondere bei Dekormaterialien aus Holz oder aus holzähnlichen Werkstoffen zweckmäßig, wobei der Wasserdampf das Holzmaterial geschmeidig macht und hohe, gegebenenfalls auch räumlich mehrfach gekrümmte Umformungsgrade ermöglicht. Es ist dazu vorteilhaft mindestens eine Formhälfte mit mindestens einem Dampfkanal versehen, durch den Wasserdampf dem Dekormaterial zugeführt wird. Die Wasserdampfzufuhr kann bereits vor Beginn des Schließvorganges beider Formhälften beginnen und findet insbesondere während des Schließ-, Umformungs- und Beschnittvorganges statt.
Der oder die Dampfkanäle sind zweckmäßig abseits vom Niederhalter und insbesondere in einem Formbereich von ausgeprägter Krümmung angeordnet. Der Wasserdampf kann präzise an die Orte geleitet werden, wo infolge des hohen Umformungsgrades ein entsprechender Bedarf an Wasserdampf vorliegt. Gleichzeitig ist der Einsatz von überflüssigen Dampfmengen vermieden. Das Holzmaterial erfährt eine nur geringe Anfeuchtung, die ohne übermäßige Trocknungszeiten eine Weiterverarbeitung ermöglicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 in einer schematischen Seitenansicht eine Formvorrichtung mit zwei geöffneten Formhälften und einem in entspannter Position liegenden Niederhalter;
2 die Anordnung nach 1 mit teilweise geschlossenen Formhälften und einem mittels des Niederhalters angedrückten Dekormaterial;
3 die Anordnung nach den 1 und 2 mit vollständig geschlossenen Formhälften unter Bildung eines beschnittenen Vorformlinges.
1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Formvorrichtung 5, die zwei Formhälften 3, 4 umfaßt. Beide Formhälften 3, 4 sind an je einer Aufspannplatte 19, 20 befestigt und in einer geöffneten, mit Abstand zueinander liegenden Position gezeigt. Aus der geöffneten Position heraus ist die Baueinheit aus der Formhälfte 3 mit der Aufspannplatte 19 in einer durch einen Pfeil 6 angedeuteten Schließrichtung beweglich.
Die obere Formhälfte 3 weist auf ihrer der unteren Formhälfte 4 zugewandten Seite eine Formkavität 15 auf, die sich über eine Breite b erstreckt. Außenseitig der Formkavität 15 schließen sich Außenbereiche 16 an. Auf beiden Seiten der Formkavität 15 ist im Übergang zu den Außenbereichen 16 je eine scharfe, im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa rechtwinklige Schneidkante 8 gebildet. Innerhalb der Formkavität 15 ist ein Niederhalter 7 angeordnet, der in der gezeigten geöffneten Position der beiden Formhälften 3, 4 aus der Kontur der Formkavität 15 heraus und damit aus der oberen Formhälfte 3 unter Einwirkung einer Anzahl von Druckfedern 12 hervorsteht. Der Niederhalter 7 weist eine geringere Breite auf als die Breite b der Formkavität 15. Er ist so bemessen, daß sich gekrümmte Formbereiche 14 der Formkavität 15 seitlich an ihn anschließen. Die Druckfedern 12 sind auf einer Seite gegen den Niederhalter 7 und auf ihrer gegenüberliegenden Seite gegen die obere Aufspannplatte 19 abgestützt. Gegen die Kraft der Druckfedern 12 ist der Niederhalter 7 entgegen der Schließrichtung 6 nachgiebig in der oberen Formhälfte 3 geführt.
Die untere Formhälfte 4 weist auf ihrer der oberen Formhälfte 3 zugewandten Seite einen entgegen der Schließrichtung 6 hervorstehenden Form- und Schnittkern 17 auf, an dem beidseitig Schneidkanten 9 angeordnet sind. Die Schneidkanten 9 weisen ebenso wie die Schneidkanten 8 der oberen Formhälfte 3 einen quer zur Schließrichtung 6 liegenden Abstand auf, der der Breite b der Formkavität 15 entspricht. Die Querschnittskontur des Form- und Schnittkernes 17 entspricht der Querschnittskontur der Formkavität 15 mit den gekrümmten Formbereichen 14. Mittig dazwischen liegt ein ebener Formbereich 10 mit einer Breite entsprechend der Breite des Niederhalters 7.
Beidseitig des Form- und Schnittkernes 17 schließen sich in Schließrichtung 6 zurückliegende Außenbereiche 18 an.
Zwischen die beiden geöffneten Formhälften 3, 4 ist ein flaches Dekormaterial 2 eingelegt, welches im Rohzustand eben sein kann und im gezeigten Ausführungsbeispiel einen geringfügigen Vorformungsgrad aufweist. Das Dekormaterial 2 kann ein Metallblech, ein Kohlefaser- oder Dekorgewebe, ein Kunststoffdekormaterial oder dgl. sein und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Edelholzfurnier. Das Dekormaterial 2 liegt im ebenen Formbereich 10 auf dem Form- und Schnittkern 17 auf.
In der oberen Formhälfte 3 sind eine Anzahl von Dampfkanälen 13 vorgesehen, die beidseitig und abseits vom Niederhalter 7 verlaufen und in die Formkavität 15 münden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel münden die Dampfkanäle 13 in die Seitenbereiche der Formkavität 15 und insbesondere in deren ausgeprägt gekrümmte Formbereiche 14. Zur Verbesserung der Umformbarkeit des Dekormaterials 2 kann bereits im hier gezeigten geöffneten Zustand der beiden Formhälften 3, 4 Wasserdampf entlang der Pfeile 11 durch die Dampfkanäle 13 hindurchgeleitet und dem Dekormaterial 2 zugeführt werden. Der Wasserdampf strömt dabei durch die Formkavität 15 zum Dekormaterial 2 und kann seitlich zwischen den beiden Formhälften 3, 4 austreten.
Die 1 bis 3 zeigen als Phasenbilder das Verfahren zur Herstellung eines in 3 dargestellten Dekorvorformlinges 1. Für gleiche Teile stimmen die Bezugszeichen in 2 und 3 mit denjenigen der 1 überein. Zur Herstellung wird aus der in 1 gezeigten geöffneten Position heraus die obere Aufspannplatte 19 mit der oberen Formhälfte 3 in der Schließrichtung 6 zunächst soweit bewegt, daß der Niederhalter 7 entsprechend 2 zur Anlage an das Dekormaterial 2 kommt und gegen den ebenen Formbereich 10 der unteren Formhälfte 4 drückt. In dieser Position ist das Dekormaterial 2 zwischen dem Niederhalter 7 und dem Form- und Schnittkern 17 unter Einwirkung der Druckfedern 12 pressend gehalten. Das Dekormaterial 2 kann dabei, wie in 2 gezeigt, schon in den gekrümmten Randbereichen des Form- und Schnittkernes 17 zumindest teilweise umgeformt sein, ohne daß sich jetzt schon die vollständige Formgebung einstellt. Die Formkavität 15 ist in dieser Position durch das anliegende Dekormaterial 2 im wesentlichen geschlossen und mit Wasserdampf 11 angefüllt. Die Schneidkanten 8 schmiegen in dieser Position sowie im weiteren Schließvorgang in der Schließrichtung 6 das Dekormaterial 2 an den Form- und Schnittkern 17, ohne jetzt schon einen Schnitt am Dekormaterial 2 auszuführen.
Im Laufe des weiteren Schließvorganges in der Schließrichtung 6 gleiten die oberen Schneidkanten 8 an den zugeordneten unteren Schneidkanten 9 vorbei, wobei entsprechend 3 das Dekormaterial 2 an den Schneidkanten 9 konturgenau beschnitten wird. Gleichzeitig ist das Dekormaterial 2 vollflächig zwischen der Formkavität 15, dem Niederhalter 7 und dem Form- und Schnittkern 17 formend gehalten, wobei sich unter Einwirkung des Wasserdampfes 11 der Dekorvorformling 1 bildet. Außenseitig der Schneidkanten 8, 9 ist von dem Dekormaterial 2 jeweils ein Schnittrest 21 abgetrennt, der bei der in 3 gezeigten vollständig geschlossenen Position der beiden Formhälften 3, 4 zwischen den Außenbereichen 16, 18 liegt und nach dem Öffnen der Formhälften 3, 4 entgegen der Schließrichtung 6 entfernt werden kann.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Formkavität 15 und der Form- und Schnittkern 17 symmetrisch aufgebaut, wobei der Niederhalter 7 im Mittelbereich der Formkavität 15 angeordnet ist. Es kann auch eine Anordnung vorgesehen sein, bei der der Niederhalter 7 seitlich angeordnet und ein gekrümmter Formbereich 14 auf nur einer Seite des Niederhalters 7 vorgesehen ist. Anstelle der gezeigten U-förmigen Querschnittsform des Dekorvorformlinges 1 kann auch eine beliebig andere Querschnittsform beispielsweise als Kreisabschnitt, als L-Profil oder dgl. zweckmäßig sein. Der ebene Formbereich 10 kann auch eine geringe Oberflächenkrümmung aufweisen, wobei mit kleiner werdendem Krümmungsradius der Niederhalter 7 vorzugsweise schmaler ausgeführt ist. Anstelle der zusammenwirkenden Schneidkanten 8, 9 kann auch eine Ausführung mit nur einer Schneidkante 8 oder 9 zweckmäßig sein, die sich entlang einer entsprechenden Oberflächenkontur der gegenüberliegenden Formhälfte bewegt. Darüber hinaus kann das gezeigte Verfahren und die gezeigte Formvorrichtung 5 zur Herstellung beispielsweise eines topfförmigen Dekorvorformlinges 1 vorgesehen sein, wobei anstelle zweier Schneidkanten 8 bzw. zweier Schneidkanten 9 auch jeweils eine einzelne, U-förmig oder in Form eines geschlossenen Ringes um die Formkavität 15 bzw. den Form- und Schnittkern 17 umlaufende Schneidkante 8, 9 vorgesehen sein kann.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Dekorvorformlinges (1) aus einem Dekormaterial (2), umfassend folgende Schritte: – das Dekormaterial (2) wird zwischen zwei Formhälften (3, 4) einer Formvorrichtung (5) eingelegt, – die beiden Formhälften (3, 4) werden in einer Schließrichtung (6) aufeinander zu bewegt, wobei ein parallel zur Schließrichtung (6) nachgiebig gelagerter und aus einer der Formhälften (3, 4) hervorstehender Niederhalter (7) zur Anlage an das Dekormaterial (2) kommt; – der Niederhalter (7) der einen Formhälfte (3, 4) drückt das Dekormaterial (2) gegen die andere Formhälfte (4, 3); – beim weiteren Schließvorgang der Formhälften (3, 4) erfolgt die Umformung des Dekormaterials (2) zum Dekorvorformling (1), wobei gleichzeitig ein Beschnitt des Dekormaterials (2) mittels mindestens einer Schneidkante (8, 9) von mindestens einer Formhälfte (3, 4) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrücken des Dekormaterials (2) mittels des Niederhalters (7) in einem zumindest näherungsweise ebenen Formbereich (10) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschnitt mittels zweier zusammenwirkender, je einer Formhälfte (3, 4) zugeordneter Schneidkanten (8, 9) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung des Dekormaterials (2) unter Einwirkung von Wasserdampf (11) durchgeführt wird.
Formvorrichtung zur Herstellung eines Dekorvorformlinges (1) aus einem Dekormaterial (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend zwei in einer Schließrichtung (6) aufeinander zu bewegbare Formhälften (3, 4), dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Formhälften (3, 4) einen in der Schließrichtung (6) nachgiebig gelagerten und aus dieser Formhälfte (3, 4) hervorstehenden Niederhalter (7) aufweist, wobei mindestens eine der beiden Formhälften (3, 4) mit einer Schneidkante (8, 9) versehen ist.
Formvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (7) gegen mindestens eine elastische Druckfeder (12) nachgiebig gelagert ist.
Formvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (7) in einem zumindest näherungsweise ebenen Formbereich (10) angeordnet ist.
Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei miteinander zusammenwirkende und je einer Formhälfte (3, 4) zugeordnete Schneidkanten (8, 9) vorgesehen sind.
Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Formhälfte (3, 4) mit mindestens einem Dampfkanal (13) versehen ist.
Formvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfkanal (13) abseits vom Niederhalter (7) und insbesondere in einem Formbereich (14) von ausgeprägter Krümmung angeordnet ist.